碳纖維輪圈 - 汽車

※ 引述《AKS8158 (車がほしいです)》之銘言：
: 看到這個真的很厲害
: 22寸雙色加碳纖
: 尻到不知道會噴多少
: 媲美柯尼賽克超跑輪圈
: https://i.imgur.com/4fdO88E.jpg
: https://i.imgur.com/ocxXfhQ.jpg
: https://i.imgur.com/SKAyywp.jpg



這種造型設計，碳纖只是裝飾用途，不會是輪圈主結構

純碳纖的輪圈也不是沒有，只是相當稀少

碳纖輪圈的幾個特點

1. 雖然單看拉伸強度極高，但無法承受剪切方向應力 (Tsai-Hill破壞判准)

2. 盤面剛性太差，所以爪通常又厚又粗

3. 纖維走向的層數少，不耐衝擊，軸向也易產生破壞



而且以上幾個缺點無法藉由改材料(用高模數碳纖)改善

最根本方法是變更結構的幾何設計

也因此，碳纖輪圈造型較單一，例如簡單的N爪造型

而且在盤面地方加粗加厚，有助於提升盤面剛性

簡單的造型也方便碳纖成形，也可避免尖角造成應力集中



另外還有個滿好判斷的依據

通常碳纖輪圈在胎環和盤圈部交接處，會用很多螺栓鎖固

https://i.imgur.com/qHKODJs.jpg

而且螺栓通常都滿粗的，太細碳圈也容易崩(好像還得加套筒)

當然有些廠商會在之後把螺栓藏起來



順便講一下車用輪圈規範好了，大致上分三大：歐美日

歐洲：TUV的機動車輛法規StVZO，政府強制的檢驗制度

美國：SFI標準，依據SAE J326制定，非強制性
但保險業者只理賠有SFI標籤的輪圈

日本：VIA規範，主要根據JIS D4103, JASO C614制定試驗條件
由JAWA和VIA組成"日本自動車用輕合金製輪圈試驗協議會"
非政府組織，無強制性

台灣：依據"CNS 7135汽車用輕合金盤型輪圈"作為檢驗標準

以上幾個檢驗標準都包含：
1. 彎曲力矩耐久試驗
2. 13度衝擊試驗
3. 徑向負載耐久試驗(rolling)

如果是分析上的項目，大概會有
1. 輪圈盤面剛性
2. 輪圈共振頻率(Tilt Mode, Rim Mode)
3. 彎矩疲勞耐久(彎矩負載)
4. 徑向負載疲勞耐久(徑向負載)
5. 13度衝擊試驗(衝擊負載)


因此碳纖輪圈設計時要考慮結構，不能直接從鋁圈複製過來替換材料就好

還得考慮材料特性(從拉伸試驗、三點/四點彎曲得到)，疊層數、疊層方向性

失效模式也分纖維斷裂跟膠合剝離兩部分探討

https://i.imgur.com/C8RUr6o.jpg


--